中子寿命测井(共同学习)ppt课件.ppt

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1、2004年中子寿命测井庞巨丰教授西安石油大学Xi’anShiyouUniversity优点和特点11、中子寿命测井优点：（1）为油井措施提供可靠的剩余油分布资料（2）适合于高、低矿化度油田的剩余油监测22、中子寿命测井特点：（1）适合于裸眼井和套管井（2）过油管或在油管中测井（3）双探测器（4）测-渗-测硼中子寿命测井不受岩性、温度等因素的影响（5）测-渗-测硼中子寿命测井应用于低矿化度油田剩余油饱和度评价。中子寿命测井原理中子寿命测井（NLL）也称热中子衰减时间测井（TDT），仪器中子源重复发射高能脉冲中

2、子，每次发射后中子在井眼和地层中迅速减速达到热中子速度。然后热中子被原子核俘获并伴随放出伽马射线，伽马射线探测器记录介质中的热中子数的相对变化。测量阶段热中子数以指数形式衰减，这种衰减反映了热中子的俘获，俘获过程是热中子衰减的最重要过程。中子寿命测井在裸眼井和套管井中都能分辨油、气、水层。一、热中子寿命和宏观俘获截面的关系中子寿命是指热中子从产生的瞬时起，到被吸收的时刻止，所经过的平均时间。由计算知，它等于热中子已被俘获了63.2%，剩下的热中子数目只有原来的36.8%所经过的时间。热中子寿命与宏观俘获

3、截面的关系：为热中子的速度。中子寿命测井原理(续)热中子速度与地层的绝对温度T的关系：当温度为25℃时，=2.2×105cm/s若以μs为单位，并将25℃时的值代入，则：式中，的单位为cm-1。在测井中常用10–3cm–1作为宏观俘获截面的单位，称俘获单位，记作c.u.。1c.u.=10–3cm–1。则：中子寿命测井原理(续)物质的热中子宏观俘获截面—1cm3体积中该物质所有原子核的微观俘获截面σi之和。1、单一化合物组成的物质单一化合物组成的物质热中子宏观俘获截面为：式中：Σ为以c.u.表示的宏观

4、俘获截面；ρ为该物质的密度g/cm3；M为该物质的摩尔质量g/克分子；Ci为每个分子中第I种核的个数；σi为第i种原子核的热中子微观俘获截面，b(10―24cm2)；n为该物质的分子是由n种原子核组成的。602是由阿佛加德罗常数及Σ和σ的单位决定的。σi由物理手册查得。下面举两个例子计算：中子寿命测井原理(续)（1）水（H2O）ρ=1g/cm3；H原子量为1；H2O中有两个H原子；σH=0.33b(0.33×10-24cm2)；O原子量为16；H2O中有一个O原子；σO=0.0002b；则M=2+16=18

5、故（2）石英（SiO2）则石英的热中子寿命为：同样，可计算出其它矿物的值和值。将几种纯矿物等的值和值列于下表：中子寿命测井原理(续)矿物分子式，c.u.，s石英方解石白云石硬石膏硼砂盐岩钾盐黄铁矿菱铁矿海绿石绿泥石纯水SiO2CaCO3CaCO3MgCO3CaSO4Na2B4O7.10H2ONaClKClFeS2FeCO3H2O4.257.34.81390007705809052255251022.110706239483500.5685158152―228114―455205Σ和τ的理论

6、值中子寿命测井原理(续)2、岩石骨架的Σ值岩石的骨架和孔隙流体都不是纯化合物，而是多种化合物的混合物。计算这类混合物的Σ值的方法为（1）已知混合物的矿物成分，则可根据各种矿物的Σ和体积含量求出总的宏观俘获截面；（2）已知每立方厘米体积中各种元素的含量，则可由各种核的微观俘获截面求Σ值。实际的岩石骨架不是由纯矿物组成，而是含有某些杂质，这些杂质使岩石骨架的热中子宏观俘获截面增大。如石灰岩骨架仅由方解石组成，则Σ=7.2c.u.，含有杂质时Σ=7.5—9.3c.u.,其变化范围增大了。视俘获截面斯仑贝谢公司考虑

7、了杂质和扩散效应的双重影响，由测井求出的几种岩石骨架Σ的平均值如右表。岩石视俘获截面，c.u.石英砂岩次长石砂岩石灰岩白云岩8.010.012.08.0中子寿命测井原理(续)3、孔隙流体的Σ（1）地层水纯水在常温下Σ≈22.1c.u.，但地层水中常含有氯化钠（矿化度），由于每微克的Na、Cl的热中子俘获截面分别为μg0.128和5.4×10–7cm2，因此可以算出其与NaCl热中子俘获截面相等的等效浓度。每微克NaCl中所含Na和Cl的重量分别为1×23/(23+35.5)=0.393μg和1×35.5/(

8、23+35.5)=0.607μg。因此1μgNaCl的热中子俘获截面为(0.128×0.393+5.4×0.607)×10–7cm2=3.328×10–7cm2。那么与1μgCl的热中子俘获截面相等的NaCl应为（5.4×10–7cm2÷3.328×10–7cm2)μg=1.62μg。这样，若知道Cl的浓度，则乘1.62后可得NaCl的浓度。中子寿命测井原理(续)同理，可以求出其它离子的氯化钠浓度等效值如下表：浓